- 2024-08-11 - 行业知识
使用光学倍频丈量光学分频器的分频精度(用光学分频器（OFD）树立了1064 nm激光与532 nm激光的频率联系：f，用光学倍频器（SHG）树立了532 nm激光与第二台1064 nm激光的联系：f/0.5，通过丈量两个1064 nm激光的拍频频率，可以准确丈量光学分频器的分频数R
数字分频器已广泛地使用在日常日子、高科技和科学研讨中。它可以对输入信号在音频至微波波段的频率（fin）进行除法运算，使输出信号的频率准确为fin/R，并高保真地将输入信号的相位、频率稳定性和精度都传递给输出信号。
自激光诞生以来，科学家一直在探究如安在光学波段建成相同的分频器，即光学分频器。在很长一段时刻内，人们只能使用非线性效应完成特定比值的光学频率转化，如光学倍频能完成fout= fin/0.5的光学频率转化，但还不能在光学波段完成恣意数的分频。光学频率梳的发明为树立光学分频器铺平了路途。
2003年华东师范大学（ECNU）精细光谱科学与技能国家重点实验室联合美国规范技能国家实验室（NIST）和世界计量局（BIPM）在美国展开了四台光学频率梳的世界比对研讨，初次证明用光学频率梳对光学频率的分频不确认度可到达10-19（Long-Sheng Ma, et al. Science 2004; 303: 1843）。通过12年的尽力，ECNU的研讨小组霸占多项关键技能，并奇妙地将它们组合起来，建成了一种新式的光学分频器。该光学分频器能对输入光的频率fin进行恣意数R的分频，使输出光的频率准确为fin/R，其功能与微波数字分频器相同。因为采用了自参阅频率基准技能，它不再需求精度远低于光钟的微波频率基准（如氢原子钟），也不用通过准确丈量输入和输出光的频率来确认它们的分频数，因而它具有更高的分频精度。通过与非线性光学倍频器（分频数严厉等于0.5的光学分频器）进行比对丈量，即比对两种作业原理彻底不同的分频器，证明该光学分频器的分频不确认度可到达10-21。而且，该光学分频器能完成多个通道一起分频，可一起丈量多个不同光学频率之间的比值。
光学分频器是展开原子光钟使用研讨必不可少的关键技能。近十年原子光钟研讨取得了令人瞩目的研讨成果，它的不确认度已到达10-18，逾越了微波原子钟，并向更高的精度推动。如此高精度的原子光钟拓荒了许多重要的使用领域：如通过丈量不同光钟之间的频率比值，可探究精细结构常数是否随时刻而改变；在测地学中，将光钟频率准确地转化到光纤通讯波段，通过丈量由光纤衔接的、坐落不同地址的光钟频率的相对改变能研讨重力势的改变，然后反映地貌的变化状况；在计量学中，时刻基本单位“秒”有望由光钟从头界说，为此需求在不同光钟之间进行频率比对研讨，以证明光钟频率有更好的精度和复现性；而在原子分子光谱学中，需求将光钟频率精细转化到其他光频谱规模，来提高精细光谱的丈量精度。这些使用都需求在不同光钟之间完成光学频率转化，包含将光钟频率准确地转化到其他光学波段或光纤通讯波段，且在频率转化过程中准确地知道输入与输出光学频率的比值。
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